KR20000064324A - 전자기기용 구리합금 - Google Patents

전자기기용 구리합금

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KR20000064324A
KR20000064324A KR1019980703273A KR19980703273A KR20000064324A KR 20000064324 A KR20000064324 A KR 20000064324A KR 1019980703273 A KR1019980703273 A KR 1019980703273A KR 19980703273 A KR19980703273 A KR 19980703273A KR 20000064324 A KR20000064324 A KR 20000064324A
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copper alloy
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KR1019980703273A
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타쯔히코 에구치
타카오 히라이
마사아키 쿠리하라
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후루까와 준노스께
후루까와덴끼고오교 가부시끼가이샤
모기 준이치
신코덴기코교 카부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, Zn을 5-42wt％함유하고, Sn, Si, Al, Ni, Mn, Ti, Zr, In, Mg, 0.005∼0.5wt％의 Pb 및 0.005∼0.5wt％의 Te로 이루어진 무리에서 선택된 적어도 1종을 총계로 0.1∼3wt％함유하고, 또, Bi, Ca, Sr 및 Ba로 이루어진 무리에서 선택된 적어도 1종을 총계로 0.005∼3wt％함유하고, 또한 잔여부 Cu와 불가피적 불순물로 이루어진 전자기기용 구리합금. 이러한 구리합금에 있어서, Zn을 10∼35wt％, Sn을 0.1∼2wt％함유하고, 잔여부가 Cu와 불가피적불순물로 이루어진 구리합금으로서, 결정입도(結晶粒度)가 5∼35wt％인 것은, 특히 반도체장치의 리드프레임용 재료로서 썩 알맞는 것이다.

Description

전자기기용구리합금
전자기기용재료에는, 전기·열전도성(도전율), 강도가 높은 것, Ag등의 귀금속의 도금성이나 땜납도금성에 뛰어난 것, 납땜성에 뛰어난 것 등이 요구되어, 종래부터 철계열재료나 Cu합금이 많이 사용되고 있다.
그런데, 상기 제특성의 요구는, 반도체기기의 소형박형화, 고집적화, 고밀도화에 대응해서 보다 엄하게 되어가고 있다.
이와 같은 상황 가운데에서, 전자기기용재료에는, 석출경화형의 Cu-Fe계(C1940), (Cu-Ni-Si계(C7025)), Cu-Cr-Sn계등의 구리합금이 사용되도록 되었다.
이들 구리합금은, 도전율을 높이기 위하여, 첨가원소량을 될 수 있는 한 적게 하고, 또 불순물량도 극력미량으로 억제한 것이 사용되고 있다. 이 때문에, 에칭성에는 뛰어나나, 펀칭가공성에 뒤떨어진다는 문제가 있었다.
그런데, 리드프레임재 등에는, 강도, 내열성, 전기전도성 및 열전도성의 특성외에, 귀금속(Ag등)도금이나 땜납도금이 입혀지기 때문에, 도금성, 땜납접합성, 표면평활성 등의 특성이 중요시된다. 또 막대(bar) 및 판으로부터 리드프레임을 성형할때의 치수정밀도를 확보하기 위하여, 양호한 에칭성 또는 펀칭가공성 등의 성형가공성이 요구되고, 또한, 실용성의 점에서 가격이 낮은 것도 중요하다.
그리고, 이들 요구특성은, 최근의 반도체기기의 고집적화, 소형화, 고기능화, 저코스트화 등에 대응해서 보다 엄하게 되어 가고 있다. 특히, 최근, 리드프레임의 다핀화, 소형화, 박형화 등이 진행되어, 고도의 치수정밀도를 확보하기 위하여 양호한 성형가공성을 가진 재료가 강력하게 요구되고 있다.
리드프레임의 성형가공법으로서는 펀칭가공법이 주류이며, 최근의 기술혁신에 의해, 다핀 또는 파인피치의 리드프레임, 핀수는 적으나 다수열로 가공하는 매트릭스형상의 리드프레임등이, 펀칭가공에 의해 제조되게 되어, 재료의 펀칭가공성의 중요성이 증대하고 있다. 또 펀칭가공은 코스트적으로도 유리하다.
상기한 Cu-Sn계열합금 및 Cu-Fe계열합금은, 리드프레임재로서 널리 사용되고 있으나, 펀칭가공성이 약간 뒤떨어진다. 그 개선책으로서, 펀칭가공성에 뛰어난 Cu-Zn합금을 베이스로 하는 합금이, 일본국 특개평 1-162737호 공보나 동 특개평 5-36878호 공보에 개시되어 있다.
그러나, 전자의 공보에 기재되어 있는 재료는, 펀칭가공성에는 뛰어나 있지만, 응력부식크랙이 발생하기 쉽고, 또 100핀 이상의 다핀리드프레임에서는 충분한 펀칭가공성을 얻을 수 없다는 문제가 있다. 또, 후자의 공보에 기재되어 있는 재료는, Cu-Zn계열합금의 표면에 Pd/Ni도금을 입혀서 응력부식크랙을 개선한 것이나, Pd층이 고가이기 때문에, 두께를 0.01㎛정도로 얇게 하게되면, 충분한 내식성을 얻을 수 없게 되고, 또, 리드를 절곡가공하면, Ni도금층에 균열이 들어가서, 합금소지가 노출한 부분이나, 타이바 커트되어서 합금소지가 노출한 부분에 응력부식크랙이 생긴다는 문제가 있다. 또, 구리합금 그 자체의 절곡가공성의 개선도 요구되고 있었다. 또한, 100핀이상의 다핀리드프레임에서는, 충분한 펀칭가공성을 얻을 수 없다는 문제도 있었다.
(발명의 개시)
본 발명의 목적은, 열·전기전도성(도전율), 강도, 열간가공성, 펀칭가공성, 납땜성, 및 도금성 등의 특성에 뛰어난 전자기기용 구리합금을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 강도, 도전성, 절곡가공성, 펀칭가공성, 내응력부식크랙성, 및 제조가공성에 뛰어난 반도체장치의 리드프레임용 구리합금을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 구리합금에 의해 구성된 리드프레임을 제공하는데 있다.
본 발명의 제 1의 태양은, Zn을 5∼42wt％함유하고, Sn, Si, Al, Ni, Mn, Ti, Zr, In, Mg, 0.005∼0.5wt％의 Pb, 및 0.005∼0.5wt％의 Te로 이루어진 무리로부터 선택된 적어도 1종을 층계로 0.1∼3wt％함유하고, 또, Bi, Ca, Sr 및 Ba로 이루어진 무리로부터 선택된 적어도 1종을 총계로 0.005∼3wt％함유하고, 또한 잔여부 Cu와 불가피적불순물로 이루어진 전자기기용구리합금을 제공한다.
본 발명의 제 2의 태양은, Zn을 10∼35wt％, Sn을 0.1∼2wt％함유하고, 잔여부가 Cu와 불가피적불순물로 이루어진 구리합금으로서, 결정입도(結晶粒度)가 5∼35㎛인, 반도체장치의 리드프레임용 구리합금을 제공한다.
본 발명의 제 3의 태양은, Zn을 10∼35wt％, Sn을 0.1∼2wt％함유하고, 잔여부가 Cu와 불가피적불순물로 이루어진 구리합금부재표면에, Pd층이 형성되어 있는 반도체장치용 리드프레임을 제공한다.
본 발명의 제 4의 태양은, Zn을 10∼35wt％, Sn을 0.1∼2wt％함유하고, 잔여부가 Cu와 불가피적불순물로 이루어지고, 결정입도가 5∼35㎛의 구리합금부재위에 Pd가 층형상으로 형성되어 있는 반도체장치용 리드프레임을 제공한다.
이상의 제 1∼제 4의 발명에 있어서, 바람직한 구리합금은, Zn을 10∼35wt％, Sn을 0.1∼2wt％, Pb, Bi, Se, Te, Ca, Sr 미시메탈로 이루어진 무리로부터 선택된 적어도 1종을 총계로 0.001∼0.5wt％함유하고, 잔여부가 Cu와 불가피적불순물로 이루어진 것이다. 또, 더욱 바람직한 구리합금은, Zn을 10∼35wt％, Sn을 0.1∼2wt％, Pb, Bi, Se, Te, Ca, Sr, 미시메탈로 이루어진 무리로부터 선택된 적어도 1종을 총계로 0.001∼0.5wt％함유하고, 또, Ni, Si, Cr, Zr, Fe, Co, Mn, Al, Ag, Mg로 이루어진 무리로부터 선택된 적어도 1종을 총계로 0.001∼1wt％함유하고, 잔여부가 Cu와 불가피적불순물로 이루어진 구리합금으로서, 결정입도가 5∼35㎛인 것이다.
본 발명은, 전자기기용의 리드(IC등의 반도체소자용 리드프레임등), 단자, 커넥터, 스위치 등을 구성하는 재료로서 적합한 구리합금, 특히 리드프레임용 구리합금, 및 이와 같은 구리합금에 의해 구성된 리드프레임에 관한 것이다.
도 1은, 본 발명의 일실시예에 관한 반도체장치용 리드프레임을 표시한 평면도.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
먼저, 본 발명의 제 1의 태양에 관한 전자기기용 구리합금에 대해서 설명한다.
이 전자기기용구리합금은, Zn을 5∼42wt％함유하고, Sn, Si, Al, Ni, Mn, Ti, Zr, In, Mg, 0.005∼0.5wt％의 Pb, 및 0.005∼0.5wt％의 Te로 이루어진 무리로부터 선택된 적어도 1종을 총계로 0.1∼3wt％함유하고, 또, Bi, Ca, Sr 및 Ba로 이루어진 무리로부터 선택된 적어도 1종을 총계로 0.005∼3wt％함유하고, 잔여부 Cu와 불가피적불순물로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하에, 본 발명의 제 1의 태양에 관한 전자기기용 구리합금을 구성하는 각첨가원소에 대해서 설명한다.
Zn은, 펀칭가공성을 향상시키기 위하여 첨가된다. 그 함유량을 5∼42wt％로 규정한 이유는, 5wt％미만에서도 42wt％를 초과해서도 그 펀칭가공성향상효과를 충분히 얻을 수 없게 되기 때문이다. 또, 5wt％미만에서는, 강도도 충분히 얻을 수 없고, 42wt％를 초과하면, 도전율, 열간가공성, 납땜성 및 도금성도 저하한다. 특히 바람직한 Zn함유량은, 15∼38wt％이다.
Sn, Si, Al, Ni, Mn, Ti, Zr, In, Mg, Pb 및 Te는, 각각 강도, 펀칭가공성, 납땜성, 도금성을 향상시키기 위하여 첨가된다. 그 함유량은 총계로 0.1∼3wt％로 규정한 이유는, 0.1wt％미만에서는 그 효과를 충분히 얻을 수 없고, 3wt％를 초과하면 열간가공성 및 도전율이 저하하기 때문이다.
상기 제원소가운데, Pb와 Te는, 열간가공후의 산화피막제거시에 행하는 절삭가공성도 개선한다. 그 함유량을 각각 0.005∼0.5wt％로 규정한 이유는, 0.005wt％미만에서는 그 효과를 충분히 얻을 수 없고, 0.5wt％를 초과하면 펀칭가공성이 저하하기 때문이다.
상기 제원소가운데, Sn, Si, Al, Ni, Mn, Ti, Zr, In, Mg의 함유량은, 0.1∼2wt％인 것이 바람직하다.
Bi, Ca, Sr, Ba는, 각각 펀칭가공성과 납땜성을 향상시키기 위하여 첨가된다. 그 함유량을 총계로 0.005∼3wt％로 규정한 이유는, 0.005wt％미만에서는 그 효과를 충분이 얻을 수 없고, 3wt％를 초과하면 열간가공성과 도전율이 저하하기 때문이다. 이들은 단독으로 첨가해도 효과가 있으나 복수원소를 함유시키면, 이들의 상호간에 화합물을 형성해서, 그 효과가 보다 향상한다.
본 발명의 구리합금에 대해, 또 Au, Ag, Ni, Pd, 이들 합금, 또는 땜납 등을 도금함으로써, 납땜성, 내응력부식크랙성 등을, 한층더 향상시킬 수 있다.
본 발명의 구리합금은, 특히 반도체장치의 리드프레임용재료로서, 썩알맞게 사용된다. 즉, 본 발명의 제 2의 태양은, 리드프레임용 구리합금을 제공한다.
이 리드프레임용구리합금은, Zn을 10∼35wt％, Sn을 0.1∼2wt％함유하고, 잔여부가 Cu와 불가피적불순물로 이루어진 구리합금으로서, 결정입도가 5∼35㎛인 것이다. 바람직한 결정입도는, 10∼30㎛이다.
또, 보다 바람직한 리드프레임용 구리합금은, Zn을 10∼35wt％, Sn을 0.1∼2wt％, Pb, Bi, Se, Te, Ca, Sr, 미시메탈로 이루어진 무리로부터 선택된 적어도 1종을 총계로 0.001∼0.5wt％함유하고, 잔여부가 Cu와 불가피적 불순물로 이루어진 구리합금으로서, 결정입도가 5∼35㎛인 것이다.
또, 가장 바람직한 리드프레임용 구리합금은, Zn을 10∼35wt％, Sn을 0.1∼2wt％, Pb, Bi, Se, Te, Ca, Sr, 미시메탈로 이루어진 무리로부터 선택된 적어도 1종을 총계로 0.001∼0.5wt％함유하고, 또한 Ni, Si, Cr, Zr, Fe, Co, Mn, Al, Ag, Mg로 이루어진 무리로부터 선택된 적어도 1종을 총계로 0.001∼1wt％함유하고, 잔여부가 Cu와 불가피적 불순물로 이루어진 구리합금으로서, 결정입도가 5∼35㎛인 것이다.
본 발명의 제 2의 태양에 관한 구리합금은, Cu-Zn합금을 베이스로 하고, 그 결점인 응력부식크랙을, Sn을 적량첨가하는 것과, 결정입도를 적정하게 제어함으로써 개선한 것이다. 이 외에, Sn은 강도향상에, 또 결정입도의 적정화는 절곡가공성의 개선에 기여한다.
본 발명의 제 2의 태양에 관한 구리합금에 있어서, Zn은 펀칭가공시의 끝말림의 발생이나 리드의 비틀어짐을 극히 적게해서, 펀칭가공성을 향상시킨다. 그 함유량을 10∼35wt％로 규정하는 이유는, 10wt％미만에서는 그 효과가 충분히 얻어지지 않고, 35wt％를 초과하면 β상이 출현해서 냉간가공성이 악화하기 때문이다.
Sn은 강도향상, 내응력부식크랙성의 개선에 기여한다. 그 함유량은, 0.1∼2wt％로 규정하는 이유는, 0.1wt％미만에서는 그 효과가 충분히 얻어지지 않고, 2wt％를 초과하면, 도전성 및 열간가공성이 저하하기 때문이다.
본 발명의 제 2의 태양에 관한 구리합금에 있어서, 결정입도를 5∼35㎛로 규정하는 이유는, 결정입도가 5㎛미만에서도 35㎛를 초과해서도 그 절곡가공성 및 내응력부식크랙성의 개선효과가 충분히 얻어지지 않기 때문이다. 또한, 결정입도는, JIS-H0501에 준해서 결정된다.
본 발명의 제 2의 태양에 관한 구리합금에 있어서, Pb, Bi, Se, Te, Ca, Sr, 미시메탈은 펀칭가공성의 향상에 기여한다. 이들 원소의 적어도 1종의 함유량을 총계로 0.001∼0.5wt％로 규정하는 이유는, 0.001wt％미만에서는 그 효과가 충분히 얻어지지 않고, 0.5wt％를 초과하면 열간가공성이 저하하기 때문이다. Ni, Si, Cr, Zr, Fe, Co, Mn, Al, Ag, Mg는 합금강도를 높임으로써 펀칭가공성을 개선한다. 이들 원소의 적어도 1종의 함유량을 총계로 0.001∼1wt％로 규정하는 것은, 0.001wt％미만에서는 그 효과가 충분히 얻어지지 않고, 1wt％를 초과하면 도전율 및 열간가공성이 현저하게 저하하기 때문이다.
본 발명의 제 2의 태양에 관한 구리합금에 있어서, 리드프레임재나 단자재의 강도 및 내열성의 향상에 유효한 첨가원소로서, Ti, In, Ba, Sb, Hf, Be, Nb, Pd, B, P, C등을 들 수 있다. 그 첨가량은 도전율을 대폭으로 저하시키지 않는 범위, 예를 들면 0.001∼0.5wt％가 추장된다. 또 용해주조시에 혼입하는 O 및 S의 함유량을 50ppm이하로 하면, 도금성, 땜납접합성, 땜납젖음성 등의 표면특성이 양호하게 유지된다.
본 발명의 제 3의 태양은, 반도체장치용 리드프레임을 제공한다.
즉, 본 발명의 제 3의 태양에 관한 반도체장치용 리드프레임은, Zn을 10∼35wt％, Sn을 0.1∼2wt％함유하고, 잔여부가 Cu와 불가피적불순물로 이루어진 구리합금부재표면에, Pd가 층형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
구리합금의 구성원소 및 그 역할에 대해서는, 제 2의 태양에 관한 구리합금과 마찬가지임으로, 설명을 생략한다.
도 1은, 반도체장치용 리드프레임을 표시한 평면도이다. 도 1에 있어서, 참조수자(1)은 내부리드, (2)는 외부리드, (3)은 다이패드를 각각 표시한다. 내부리드(1)는, 실링후, 몰드레진내에 수용되고, 외부리드(2)는 몰드레진외부에 노출하는 부분이다. 또한, 다이패드(3)위에는, 반도체칩이 탑재된다.
본 발명의 제 3의 태양에 관한 반도체장치용리드프레임에 있어서, 구리합금부재표면에 형성하는 Pd층은, 내응력부식크랙성, 와이어본딩성, 땜납젖음성을 개선하는 역할을 다한다. 상기 Pd층은, 그 두께가 0.01㎛이상에 있어서 그 효과가 충분히 발현된다. Pd층의 두께의 상한은 특히 규정하지 않으나, 1㎛이상으로 두껍게 해도 그 효과는 포화하고, 가공비나 재료비가 많아질 뿐이고, 비경제적이다.
본 발명의 제 3의 태양에 관한 반도체장치용 리드프레임에서는, 구리합금과 Pd층의 사이에 Ni, CO, Ni-Co계합금, Ni-Pd계 합금의 무리로부터 선택한 적어도 1종을 층형상으로 형성함으로써, 내응력부식크랙성이 개선된다. 또, 반도체장치의 조립이 고온에서 행하여져도, 구리합금의 Cu나 Zn가 Pd층에 열확산하는 것이 억제되어, 와이어본딩성이나 땜납젖음성이 양호하게 유지된다. 이와같은 중간층을 형성함으로써 Pd층을 신뢰성을 손상하지 않고 얇게 할 수 있어, 코스트저감이 도모된다. 상기 중간층은 0.1㎛이상의 두께에서 그 효과를 충분히 발현한다.
본 발명의 제 4의 태양은, 제 2의 태양과 제 3의 태양과의 조합에 관한 반도체장치용 리드프레임을 제공한다. 즉 본 발명의 제 4의 태양에 관한 반도체장치용 리드프레임은, Zn을 10∼35wt％, Sn을 0.1∼2wt％함유하고, 잔여부가 Cu로 불가피적불순물로 이루어지고, 결정입도가 5∼35㎛의 구리합금부재위에 Pd가 층형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
구리합금의 상세에 대해서는, 제 2의 태양과 동일하며, 구리합금부재위의 Pd층에 대해서는 제 3의 태양과 동일함으로, 그 설명을 생략한다.
이하에 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.
실시예 1
하기표 1, 2에 표시한 여러 가지의 조성의 합금을 고주파용해로에서 용해하고, 주조해서, 두께 30mm, 폭 100mm, 길이 150mm의 주괴를 얻었다. 다음에, 이들 주괴를 98℃에서 두께 10mm로 열간압연하고, 표면의 산화피막을 절삭해서 제거한 후, 여러 가지의 두께의 소판으로 냉간압연하고, 이어서 이 소판에 불활성분위기속에서 450℃×2hr의 열처리를 실시하고, 다시 각각을 두께 0.15mm의 판재로 냉간압연하였다.
No Zn Sn,Si,Al,Ni, Mn,Ti,Zr,In,Mg,Pb,Te Bi,Ca,Sr,Ba
본발명예 1 18wt％ Sn 1.6, Pb 0.05wt％ Sr 0.02wt％
2 18wt％ Ti 0.6wt％ Ca 1.2wt％
3 19wt％ Zr 0.5wt％ Bi 0.02wt％
4 20wt％ Mg 0.5wt％ Bi 2.0wt％
5 19wt％ Sn 1.0, Mn 1.0, Te 0.03wt％ Sr 0.04wt％
6 23wt％ Si 1.2, In 0.12wt％ Bi 0.12wt％
7 26wt％ Mn 0.8wt％ Ba 0.05wt％
8 21wt％ Sn 1.8, Si 1.0wt％ Ca 0.7wt％
9 23wt％ Sn 0.2, Al 1.2wt％ Sr 0.1wt％
10 20wt％ Sn 2.2, In 0.5wt％ Bi 0.5wt％
11 20wt％ Ni 1.7wt％ Ba 0.8wt％
No Zn Sn,Si,Al,Ni, Mn,Ti,Zr,In,Mg,Pb,Te Bi,Ca,Sr,Ba
비교예종래예 12 3wt％
13 50wt％
14 20wt％ Sn 0.07wt％ Bi 0.01wt％
15 20wt％ Sn 3.2wt％ Ca 0.01wt％
16 20wt％ Sn 1.2wt％
17 20wt％ Si 0.04, Al 0.04wt％ Sr 0.03wt％
18 20wt％ Ni 3.5wt％ Ba 0.02wt％
19 23wt％ Sn 1.5wt％ Bi 3.5wt％
20 20wt％ Si 1.5wt％ Ca 3.3wt％
21 22wt％ Sn 0.3, Ni 0.7, In 0.6wt％ Sr 3.2wt％
22 22wt％ Sn 0.3wt％ Ca 2.3wt％Ba 2.1wt％
23 Cu-0.5wt％ Si-2.5wt％ Ni 합금
24 Cu-2.3wt％ Fe합금
얻게된 각각의 판재에 대해서, 도전율, 인장강도, 열간가공성, 펀칭가공성, 납땜성, 도금성을 조사하였다.
도전율은, JIS-H-0505에, 인장강도는 JIS-Z-2241에 각각 준해서 측정하였다.
열간가공성은, 열간압연후의 표면크랙을 육안관찰해서 조사하였다. 크랙이 없는 것을 ○, 크랙을 발생한 것을 ×로 표시하였다.
스탬핑성은, 판재로부터 QFP160 핀타이프의 리드프레임을 SKD11제금형을 사용해서 펀칭하고, 내부리드의 단차를 측정해서 평가하였다. 단차는 작을수록 스탬핑이 양호한 것을 표시한다.
납땜성은, 판재에 공정(共晶)땜납(Pb-63wt％Sn)을 접착하고, 이것을 대기중에서 150℃에서 1000시간 가열한 후, 180°의 밀착절곡과 역절곡을 행하고, 역절곡부분의 상기 공정땜납의 접합상태를 육안관찰해서 평가하였다. 박리가 없는 것을 ○, 박리가 있는 것을 ×로 표시하였다.
도금성은, 전해탈지후, H2S04-H2O2용액에서 에칭하고 Ag도금욕에 침지해서 Ag를 5㎛의 두께로 도금하고, 그 후 475℃에서 5분간 가열해서 부풀어짐의 유무를 현미경에 의해 관찰해서 평가하였다. 부풀어짐이 없는 것을 ○, 부풀어짐이 있는 것을 ×로 표시하였다.
그 결과를 하기 표 3, 4에 표시한다.
분류 No 가공율％ 도전율％ 강도N/mm2 뻗음％ 열간가공성 스탬핑성 납땜성 도금성
본발명예 123 404040 233923 590530550 443 ○○○ 0.30.10.2 ○○○ ○○○
456 254040 393127 540510520 456 ○○○ 0.20.20.2 ○○○ ○○○
789 502560 211823 650560620 556 ○○○ 0.20.20.3 ○○○ ○○○
1011 4025 2121 550680 75 ○○ 0.30.2 ○○ ○○
(주) * : 내부리드의 단차, 단위 ㎛.
분류 No 가공율％ 도전율％ 강도 뻗음％ 열간가공성 스탬핑성 납땜성 도금성
본발명예 121314 604040 801531 420760480 376 ○×○ 2.51.21.2 ○×× ○××
151617 404040 72629 660650490 437 ×○○ 0.51.31.1 ○×× ×○×
181920 252525 8109 560520560 373 ××× 0.50.10.1 ○○○ ○○○
2122 4040 710 570580 73 ×× 0.10.1 ○○ ○○
종래예 23 40 45 670 12 ○ 2.0 ○ ○
24 40 65 450 7 ○ 1.5 ○ ○
(주) *: 내부리드의 단차, 단위 ㎛.
상기표 3, 4로부터 명백한 바와 같이, 시료 No.1∼11에 관한 판재는, 전체조사항목에 대해, 어느 것이나 뛰어난 특성을 표시하고 있다. Pb를 적량첨가한 시료 No.1, Te를 적량첨가한 시료 No.5는, 열간압연재의 면깎임이 특히 양호하게 행하게 되었다.
이에 대해, 비교예에 관한 시료 No.12는, Zn이 적기 때문에 펀칭가공성에 뒤떨어지고, 강도도 저하하였다. 시료 NO.13은 Zn가 많았기 때문에 펀칭가공성에 뒤떨어지고, 그 위에, 도전율, 열간가공성, 납땜성, 도금성이 저하하였다. 시료 No.14는 Sn이 적었기 때문에, 시료 No.17은 Si와 Al의 양이 적었기 때문에, 어느 것이나 강도, 펀칭가공성, 납땜성이 저하하였다.
시료 No.16은, Bi, Ca, Sr, Ba의 어느것이나 함유되고 있지 않기 때문에, 펀칭가공성과 납땜성이 뒤떨어졌다.
시료 No.15는 Sn의 양이 많고, 시료 No. 18은 Ni의 양이 많고, 시료 No. 19는 Bi의 양이 많고, 시료 No. 20은 Ca의 양이 많고, 시료 No. 21은 Sr의 양이 많고, 시료 No.22는 Ca와 Ba의 양이 많기 때문에, 어느것이나 도전율이 저하하고, 또 열간가공에서 크랙이 발생하였다.
종래예의 시료 No. 23, 24는 다같이 펀칭가공성에 뒤떨어졌었다. No. 24는 강도가 낮았다.
얻게된 판재에 대해서 응력부식크랙감수성을, ASTM법(G37)에 준해서 조사하였다. 그 결과, 모두 내응력부식크랙성에 뛰어난 것이 확인되었다.
이상 설명한 바와 같이, 실시예 1, 2에 관한 전자기기용 구리합금은, 전기·열전도성, 강도, 열간가공성, 펀칭가공성, 납땜성, 도금성에 뛰어남으로, 전자기기의 고밀도화, 고집적화 등에 충분히 대응할 수 있다. 본 발명은 리드프레임에 특히 접합하나, 단자, 커넥터, 전극등, 다른 도전재료에 적용해도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 공업상 현저한 효과가 있다.
실시예 2
하기표 5에 표시한 조성의 합금을 고주파용해로에 의해 용해하고, 이것을 6℃/초의 냉각속도로 주조해서, 두께 30mm, 폭 100mm, 길이 150mm의 주괴를 얻었다. 이어서, 이 주괴를 850℃에서 열간압연해서, 두께 12mm로 하였다. 다음에, 이 결간압연재를 두께 9mm로 양면면깎이해서 산화피막을 제거하고, 그후, 두께 1.2mm로 냉간압연하고, 다시 불활성가스분위기속에서 530℃에서 1시간 소둔하고, 이어서 0.21mm로 냉간압연하고, 다음에 불활성가스분위기속에서 530℃에서 1시간 소둔하고, 다시 0.15mm의 판재로 마무리압연하였다.
비교예 1
하기표 6에 표시한 조성의 합금(No. 19∼23)을 실시예 2와 동일한 방법에 의해 판재를 가공하였다.
비교예 2
하기표 6에 표시한 조성의 합금(No 24, 25)을 소둔조건이외는 실시예 2와 동일한 방법에 의해 판재로 가공하였다.
종래예 1
하기표 6에 표시한 조성의 합금(No. 26)을 실시예 2와 동일한 방법에 의해 판재로 가공하였다.
이와 같이 해서 얻게된 각각의 판재에 대해서, 하기의 방법에 의해, 결정입도, 인장강도(TS), 도전율(EC), 절곡가공성, 펀칭가공성, 내응력부식크랙성을 조사하였다. 이들 결과를 하기표 7,8에 표시한다. 표 7,8에서는, Pb, Bi, Se, Te, Ca, Sr, 미시메탈로 이루어진 무리의 원소는 제 1군첨가원소, Ni, Si, Sr, Zr, Fe, Co, Mn, Al, Ag, Mg로 이루어진 무리의 원소는 제 2군첨가원소라 기재했다.
각 특성의 측정방법은, 다음과 같다.
결정입도: 결정조직을 광학현미경(200배)에 의해 관찰하고 JIS-HO501의 절단법에 준해서 측정하였다.
절곡가공성: 판재를 폭 10mm, 길이 50mm(길이방향과 압연방향이 평행)로 잘라내고, 이것에 절곡반경 0.1mm로 W구부림하고, 절곡부에 있어서의 크랙의 유무를 50배의 광학현미경에 의해 육안 관찰하였다. 크랙 및 표면거칠어짐이 없는 것을 ○, 표면거칠어짐이 생긴 것을 △, 크랙이 생긴 것을 ×로 평가하였다.
펀칭가공성: 판재에 SKD11제 금형에 의해 1mm×5mm의 네모진구멍을 뚫고, 5001회째부터 1000회째까지의 펀칭분에서 샘플을 20개 무작위로 추출하고, 샘플의 끝말림의 크기를 측정하였다. 또 펀칭면을 관찰해서 파단부의 두께 a를 계측하고, 샘플의 두께 b에 대한 파단부비율(a/b)×100％를 구했다. 이 파단부비율은 펀칭가공성의 목표의 하나가 되고, 이 비율이 클수록 펀칭가공성이 양호하고, 펀칭에서의 수율이 높고, 또한 가공이 정밀하게 행할 수 있는 것으로 평가된다.
내응력부식크랙성(내SCC성): 판재로부터 폭 8mm, 길이 50mm(길이방향과 압연방향이 평행)의 인장시험편을 잘라내고, 이것을 JIS-C8306에 준거하는 암모니아분위기에 폭로하였다. 이 샘플의 양단부에 20kgf/㎟의 정하중을 걸고 파단까지의 시간을 측정하였다.
또한, 인장강도(TS), 도전율(EC)은, 실시예 1에서 사용한 방법과 마찬가지이다.
분류 No. Znwt％ Znwt％ 제 1군첨가원소(wt％) 제 2군첨가원소(wt％) 결정입도
본발명예 1234 13192633 1.361.870.750.14 ........................................................................ .................................................................... 15203025
567891011 21192020182516 0.630.910.721.220.470.230.89 ..................PbO. 02BiO. 003PbO.05 BiO.02SeO.18 TeO.09MMO.08 PbO.05CaO.05 SrO.12 MMO.27 ....................................................................................................................... 30302020351520
12131415161718 28182220312421 0.301.550.180.411.291.410.86 Pb0.03BiO.03 CaO.01TeO.30MMO.17SeO.24 SrO.01BiO.01PbO.02 NiO.42 SiO.1CrO.15 ZrO.09 AlNiO.05 FeO.10 MnO.15AgO.003Al0.04 MgO.02CoO.11 SiO.03Si0.11 AgO.42 101515105515
(주) * 단위 ㎛.
분류 No Znwt％ Snwt％ 제 1군첨가원소(wt％) 제 2군첨가원소(wt％) 결정입도
비교예☆※ 192021 73919 0.430.142.22 ...................................................... ......................................................... 252025
22 20 0.57 PbO.05 BiO.21 MMO.31 ...................
232425 253024 1.620.270.98 TeO.18 MMO.27...................................... FeO.67 MnO.13 MgO.3...................................... 30340
26 21 .... ................... ................... 25
(주) ☆ No.19∼23은 비교예 1. No.24,25는 비교예 2.
※ 종래예, *단위 ㎛.
분류 No TSN/mm2 EC％IACS 절곡가공성 펀 칭 성 내 SCC성파단시간H 제조가공성
끝말림높이mm 파단부비율％
본발명예 1234 540625559526 30232828 ○○○○ 0.0130.0110.0120.013 51545152 ＞500＞500＞500＞500 양호양호양호양호
567891011 545560558581536524552 29272925302928 ○○○○○○○ 0.0140.0070.0060.0040.0030.0040.001 50586461626064 ＞500＞500＞500＞500＞500＞500＞500 양호양호양호양호양호양호양호
12131415161718 512614539535627623573 24262829242123 ○○○○○○○ 0.0050.0040.0010.0020.0010.0050.006 59616462635858 ＞500＞500＞500＞500＞500＞500＞500 양호양호양호양호양호양호양호
분류 No TSN/mm2 EC％IACS 절곡가공성 펀 칭 성 내 SCC성파단시간H 제조가공성
끝말림높이mm 파단부비율％
비교예 192021 448538643 412719 ○○○ 0.0190.0130.010 435255 ＞500＞500＞500 양호냉연크랙열연크랙
22 (열연크랙이 심하여 제조할 수 없음)
232425 631534573 112724 △×△ 0.0010.0150.018 635044 ＞500＞500＞500 열연크랙양호양호
※ 26 483 35 ○ 0.028 35 3 양호
(주) ☆ 시료 No.19∼23은 비교예1, 시료 No.24,25는 비교예2,
※는 종래예
상기표 7, 8로부터 명백한 바와 같이, 본 발명예의 시료 No.1∼18은 어느 것이나, 모든 특성에 뛰어나 있다.
이에 대해, 비교예의 시료 No.19는, Zn이 적기 때문에, 종래예의 시료 No. 26은 Sn이 첨가되어 있지 않기 때문에, 어느 것이나 인장강도가 낮고, 펀칭가공성이 악화하였다. 또, 비교예의 시료 No.20∼23은 Zn, Sn, 제 1군첨가원소, 또는 제 2군첨가원소의 어느 것인가가 많기 때문에, 제조가공성에 뒤떨어지고, 특히 시료 No. 22는 열연크랙이 심하고, 제조를 할 수 없었다. 시료No.24, 25는, 소둔조건이 적정하지 않아, 결정입도가 본 발명의 규정차외가 되고, 절곡가공성이 저하하였다.
이상 설명한 바와 같이, 실시예 2에 관한 반도체리드프레임용 구리합금은, 펀칭가공성에 뛰어난 Cu-Zn합금을 베이스로 하고, 이것에 Sn등을 적량첨가하고, 또 결정입도를 제어해서 내응력부식크랙성등을 개선한 것으로서, 강도, 도전성, 절곡가공성, 펀칭가공성, 내응력부식크랙성, 제조가공성등에 뛰어나, 공업상 현저한 효과를 가진다.
실시예 3
하기표 9에 표시한 조성의 구리합금을 고주파용해로에 의해 용해하고, 이것을 6℃/초의 냉각속도에서 주조해서, 두께 30mm, 폭 200mm, 길이 300mm의 주괴를 얻었다. 이어서, 이 주괴를 850℃에서 열간압연해서, 두께 12mm의 열간압연판으로 하고, 이것을 두께 9mm로 양면면깍기해서 산화피막을 제거하고, 다음에, 두께 1.2mm로 냉간압연한 후, 불활성가스 분위기속에서 530℃에서 1시간 소둔하고, 이어서 두께 0.21mm로 냉간압연하고, 그후, 불활성가스분위기속에서 530℃에서 1시간 소둔하고, 다시, 두께 0.15mm의 판재로 마무리압연하였다.
이와같이 해서 얻게된 각각의 판재에 대해서, 인장강도(TS), 도전율(EC), 펀칭가공성을 조사했다.
또 상기 판재로부터 28pinDIP의 리드프레임을 펀칭하고, 이 리드프레임위에 Ni를 0.5㎛의 두께로 전기도금하고, 다시 그위에 Pd를 0.01㎛의 두께로 전기도금하고, 이 리드프레임샘플에 대해서, 내응력부식크랙성, 내식성을 조사했다. 그 결과를 하기표 10, 11에 표시한다.
또한, 표 9에서는 , Pb, Bi, Se, Te, Ca, Sr, 희토류원소의 무리를 제 1군첨가원소, Ni, Si, Cr, Zr, Fe, Co, Mn, Al, Ag, Mg의 무리를 제 2군첨가원소라 기재했다.
내응력부식크랙성의 시험방법은, 실시예 1 및 실시예 2에서 사용한 방법과 마찬가지이다.
내식성: 내응력부식크랙성의 시험에서 사용한 것과 동일한 샘플 JIS-Z2371에 준해서 염수분무시험(염수: 5％, Nacl, 35℃)을 24시간 행한후, 부식상황을 육안관찰했다. 부식하지 않았던 것을 ○, 약간 부식한 것을 △, 부식이 심했던 것을 ×로 표시했다.
본발명예 No123 Zn211926 Sn0.140.851.72 제 1군첨가원소/제 2군첨가원소wt％....... / ............... / ............... / ........ 비 고첨가원소없음
45678 3321192020 0.580.630.910.721.22 BiO.003 PbO.06/ .........PbO.15/ .........SeO.21 TeO.0/ ........PbO.21 CaO.19 SrO.07/......MMO.21/ ......... 제 1군첨가원소
910111213 1826132819 0.470.351.870.961.34 PbO.17/AgO.003BiO.02 CaO.11/ NiO.39 SiO.12SeO.13 TeO.27 / CrO.12 ZrO.09 AlO.04PbO.14 SrO.07// MnO.43 AgO.25 FeO.10MMO.03//MgO.40 CoO.09 제 1군 및제 2군첨가원소
비교예 141516171819 53925302131 0.140.880.072.321.030.57 ....... / .............. / .............. / .............. / .......PbO.09 SeO.13 MMO.36 / .......BiO.004 CaO.11 / SiO.64 MgO.51
20 21 ... ....... / ....... 종래예
(주) * 단위 wt％
No TS EC 끝말림높 이 파단부비율 내SCC 내식성 제조성
본발명예 12 518551 3127 0.0130.009 52％56％ ＞500＞500 ○○ 양호양호
34 628587 2424 0.0070.006 58％59％ ＞500＞500 ○○ 양호양호
56 543558 2725 0.0030.002 65％67％ ＞500＞500 ○○ 양호양호
78 548584 2623 0.0020.006 68％61％ ＞500＞500 ○○ 양호양호
910 530602 2824 0.0030.004 65％63％ ＞500＞500 ○○ 양호양호
111213 591633609 201719 0.0020.0040.005 67％62％61％ ＞500＞500＞500 ○○○ 양호양호양호
(주) 단위 : TS는 N/mm2, EC는 ％IACS, 끝말림높이는 mm,
내 SCC는 Hr.
No TS EC 끝말림높 이 파단부비율 내SCC 내식성 제조성
비교예# 1415 468632 5123 0.0190.010 32％55％ ＞500＞500 ○△ 양호내연크랙발생
1617 533640 2816 0.0100.008 56％57％ 18＞500 ×○ 양호열연크랙발생
18 열연크랙심하여 제조할 수 없음
19 655 14 0.006 61％ ＞500 ○ 열연크랙발생
20 504 32 0.021 35％ 3 × 양호
(주) 단위 : TS는 N/mm2, EC는 ％ IACS, 끝말림높이는 mm,
내 SCC는 Hr, # : 종래예.
표 2, 3으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명예의 시료 No.1∼13은, 모두, 펀칭가공성(끝말림높이, 파단부비율), 및 내식성 등의 여러 가지의 특성에 뛰어나는 것이었다.
다른 한편, 비교예의 시료 No.14는, Zn이 적기 때문에 인장강도가 낮고, 또 펀칭가공성에 뒤떨어졌다. 시료 No. 15는, Zn이 많기 때문에 내식성에 뒤떨어지고, 또 냉간압연에서 크랙이 발생하였다. 시료 No. 16은, Sn이 적기 때문에, 내응력부식크랙과 내식성이 현저하게 뒤떨어졌다.
또, 시료 No.17은, Sn이 많기 때문에 도전율이 낮고, 또 열간압연에서 크랙이 발생하였다. 시료 No.18은, 제 1군첨가원소가 많기 때문에 열간압연크랙이 심하고, 제조를 할 수 없었다. 시료 No.19는, 제 2군첨가원소가 많기 때문에 도전율이 저하하고, 또 열간압연에서 크랙이 발생하였다. 시료 No. 20은, 종래의 Cu-Zn합금이고, 인장강도, 펀칭가공성, 내응력부식크랙성, 내식성에 뒤떨어졌다.
실시예 4
실시예 3에서 사용한 시료 No. 5의 판재위에 여러 가지의 금속층을 전기도금법에 의해 형성해서 샘플로 하고, 이 샘플에 대해서, 와이어본딩성과 땜납젖음성을 조사했다. 결과를 하기표 12에 표시한다.
시험방법을 이하에 표시한다.
와이어본딩성: 상기 샘플에 30㎛ø의 금선을 100본 본딩하고, 100본 전부의 와이어에 대해서 인장시험을 행하고, 와이어부에서 파단한 본수의 비율을 와이어파단율로 해서 평가했다. 와이어파단율이 클수록 본딩성에 뛰어난 것이다. 본딩은, 전자동 와이어본더를 사용해서, 하중 50g, 초음파출력 0.1W, 초음파 인가시간 30msec, 스테이지온도 240℃의 조건에서 행하였다.
땜납젖음성: 상기 샘플을 250℃에 가열한 핫플레이트위에 3분간 유지한후, 메니스코그래프법에 의해 땜납젖음시간을 하기 조건에서 측정하였다.
사용땜납: Sn-40wt％Pb, 온도:230℃, 침지속도:25mm/초,
침지시간: 10초, 플럭스: RMA타이프의 플럭스.
No Pd층㎛ 중 간 층 ㎛ 와이어파단율％ 땜납젖음기간초
본발명예 212223 0.030.110.24 .......................................... 100100100 0.70.60.6
24252627 0.080.140.370.07 NiO.78CoO.53Ni-Co/Ni : 0.21/0.49Ni/Ni-Pd/Ni : 0.97/0.11/0.13 100100100100 0.50.50.40.5
2829 0.0080.008 ..............Ni 1.37 9398 0.80.7
상기 표 12로부터 명백한 바와같이, 시료 No. 21∼27은 모두 Pd층이 0.01㎛이상의 두께로 형성되어 있어, 와이어 본딩성과 땜납젖음성이 다같이 뛰어나다. 그 중에서도 No. 24∼27은, 중간층이 형성되고, 구리합금성분의 Pd층으로의 확산이 억제되었기 때문에, 땜납젖음성이 더욱향상되었다.
시료 No. 28, 29는, 다른것에 비교해서 특성이 약간 뒤떨어지고 있으나, 이것은 Pd층이 얇았기 때문이다. 또, 시료 No. 29는 중간층이 형성된 정도, 시료 No. 28보다 특성이 뛰어나다.
이상 설명한 바와 같이, 실시예 3, 4에 관한 리드프레임은, 펀칭가공성, 내식성, 내응력부식크랙성, 강도, 도전성, 제조가공성에 뛰어나, 공업상 현저한 효과를 가진다.
실시예 5
하기표 13, 14에 표시한 조성의 구리합금을 고주파용해로에 의해 용해하고, 이것을 6℃/초의 냉각속도로 주조해서, 두께 30mm, 폭 200mm, 길이 300mm의 주괴를 얻었다.
다음에, 이 주괴를 850℃에서 열간압연해서 두께 12mm의 열간압연판으로 하고, 이것을 두께 9mm로 양면면깍이해서 산회피막을 제거하고, 이어서, 두께 1.2mm로 냉간압연한 후, 불활성가스분위기속에서 530℃에서 1시간 소둔하고, 이어서 두께 0.21mm로 냉간압연한 후, 불활성가스분위기속에서 530℃에서 1시간 소둔하고, 다시 두께 0.15mm의 판재로 마무리압연하였다.
이와 같이 해서 얻게된 각각의 판재에 대해서, 인장강도(TS), 도전율(EC), 펀칭가공성, 절곡가공성을 조사하였다.
또, 상기 판재로부터 28pinDIP의 리드프레임을 펀칭하고, 이 리드프레임위에 Ni를 0.5㎛의 두께로 전기도금하고, 다시 그 위에 Pd를 0.01㎛의 두께로 전기도금하고, 이 리드프레임 샘플에 대해서, 내응력부식크랙성, 내식성을 조사했다. 그 결과를 하기표 15, 16에 표시한다.
또한, 하기표 13에서는, Pb, Bi, Se, Te, Ca, Sr, 희토류원소의 무리를 제 1군첨가원소, Ni, Si, Cr, Zr, Fe, Co, Mn, Al, Ag, Mg의 무리를 제 2군첨가원소라 기재했다.
시험방법은, 상기한 실시예에서 사용한 것과 마찬가지이다.
No Zn Sn 제 1군첨가원소/제 2군첨가원소 wt％ 결정입도
※본발명예 123 211926 0.140.851.72 ......... / ................. / ................. / ........ 15㎛15㎛20㎛
45 3321 0.580.63 BiO.003 PbO.06/ .........PbO.15/ ......... 25㎛15㎛
678 192020 0.910.721.22 SeO.21 TeO.08 ........PbO.21 CaO.19 SrO.07/......MMO.21/ ......... 10㎛10㎛20㎛
910 1826 0.470.35 PbO.17/AgO.003BiO.02 CaO.11/ NiO.39 SiO.12 25㎛10㎛
111213 132819 1.870.961.34 SeO.13 TeO.27 / CrO.12 ZrO.09 AlO.0PbO.14 SrO.07 / MnO.43 AgO.25 FeO.10MMO.03 / MgO.40 CoO.09 5㎛5㎛10㎛
(주) * 단위 wt％, ※시료 No. 1∼3은 첨가원소 없음
시료 No. 4∼8은 제 1군 첨가원소 있음
시료 No. 9∼13은 제 1군 및 제 2군첨가원소 있음
No Zn Sn 제 1군첨가원소/제 2군첨가원소 wt％ 결정입도
※비교예# 1415 539 0.140.88 ......... / .................. / ......... 25㎛20㎛
1617 2530 0.072.32 ......... / .................. / ......... 20㎛20㎛
1819 2120 0.160.15 ......... / ......... 3㎛40㎛
2021 2131 1.030.57 PbO.09 SeO.13 MMO.36 / .......BiO.004 CaO.11 / SiO.64 MgO.51 15㎛20㎛
22 21 ... ......... / ......... 40㎛
(주) * 단위 wt％, #: 종래예
No TS EC 끝말림높이 mm 파단부비율％ 절곡가공성 내scc 내식성 제조성
본발명예 12 519551 3128 0.0130.009 5257 ○○ ＞500＞500 ○○ 양호양호
34 627588 2424 0.0070.007 5858 ○○ ＞500＞500 ○○ 양호양호
56 543554 2624 0.0040.003 6365 ○○ ＞500＞500 ○○ 양호양호
78 549586 2623 0.0020.006 6760 ○○ ＞500＞500 ○○ 양호양호
910 528601 2925 0.0020.004 6663 ○○ ＞500＞500 ○○ 양호양호
111213 593632608 201819 0.0030.0040.005 646461 ○○○ ＞500＞500＞500 ○○○ 양호양호양호
(주) 단위 : TS는 N/mm2, EC는 ％IACS, 내SCC는 Hr.
No TS EC 끝말림높이 mm 파단부비율％ 절곡가공성 내scc 내식성 제조성
비교예 1415 468634 5022 0.0180.011 4255 ○△ ＞500＞500 ○△ 양호냉연크랙발생
1617 532642 2917 0.0100.007 5658 ○△ 18＞500 ×○ 양호열연크랙발생
1819 520519 3030 0.0120.013 5251 ×× ＞500＞500 ○○ 양호양호
20 열연크랙심해서 제조할수 없음
21 657 15 0.006 60 △ ＞500 ○ 열연크랙발생
22 506 32 0.021 35 × 3 × 양호
#
(주) 단위 : TS는 N/mm2, EC는 ％IACS, 내 SCC는 Hr, # 종래예.
상기표 15, 16으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명예의 시료 No. 1∼13은, 모두, 펀칭가공성(끝말림높이, 파단부비율), 내식성 등의 여러 가지의 특성에 뛰어난 것이다.
다른 한편, 비교예의 시료 No. 14는 Zn가 적기 때문에, 인장강도가 낮고, 또, 펀칭가공성에 뒤떨어졌다. 시료 No. 15는, Zn이 많기 때문에 내식성에 뒤떨어지고, 또 냉간압연에서 크랙이 발생했다. 시료 No. 16은 Sn이 적기 때문에 내응력부식크랙과 내식성이 현저하게 뒤떨어졌다. 시료 No. 17은 Sn이 많기 때문에 도전율이 낮고, 또, 열간압연에서 크랙이 발생하였다.
시료 No. 18은 결정입도가 작기 때문에, 시료 No. 19는 결정입도가 크기 때문에 모두 절곡가공성이 뒤떨어 졌다. 시료 No. 20은 제 1군첨가원소가 많기 때문에 열간압연크랙이 심해서 제조를 할 수 없었다. 시료 No. 21은 제 2군첨가원소가 많기 때문에 도전율이 저하하고, 또 열간압연에서 크랙이 발생하였다. 시료 No. 22는 종래의 Cu-Zn합금이고, 인장강도, 펀칭가공성, 절곡가공성, 내응력부식크랙성, 내식성에 뒤떨어졌다.
실시예 6
실시예 5에서 사용한 시료 No. 5의 판재위에 여러 가지의 금속층을 전기도금법에 의해 형성해서 샘플로 하고, 이 샘플에 대해서, 와이어본딩성과 땜납젖음성을 조사했다. 그들의 결과를 하기표 17에 표시한다.
시험방법은, 상기한 실시예에서 사용한 것과 마찬가지이다.
No. Pd층㎛ 중간층㎛ 와이어파단율％ 땜납젖음시간(초)
본발명예 313233 0.030.120.29 .................................... 100100100 0.70.60.5
34353637 0.090.150.440.05 NiO.71CoO.59Ni-Co/Ni : 0.24/0.41Ni/Ni-Pd/Ni : 1.07/0.14/0.09 100100100100 0.50.40.40.5
3839 0.0080.008 ............Ni1.41 9297 0.80.7
상기 표 17로부터 명백한 바와 같이, 시료 No. 31∼37은 모두 Pd층이 0.01㎛이상의 두께로 형성되어 있어, 와이어본딩성과 땜납젖음성이 다같이 뛰어나다. 그중에서도 시료 No. 34∼37은, 중간층이 형성되고, 구리합금성분의 Pd층으로의 확산이 억제되었기 때문에, 땜납젖음성이 더욱 향상되었다.
시료 No. 38, 39는, 다른것에 비교해서 특성이 약간 뒤떨어져 있으나, 이것은 Pd층이 얇았기 때문이다. 시료 No. 39는, 중간층이 형성된 정도, 시료 No. 38보다 특성이 뛰어나다.
이상과 같이, 실시예 5, 6에 관한 리드프레임은, 펀칭가공성, 내식성, 절곡가공성, 내응력부식크랙성, 강도, 도전성, 제조가공성에 뛰어나, 공업상 현저한 효과를 가진다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 전자기기용 구리합금은, 전기·열전도성, 강도, 열간가공성, 펀칭가공성, 납땜성, 도금성에 뛰어남으로, 전자기기의 고밀도화, 고집적화 등에 충분히 대응할 수 있다. 또, 본 발명의 반도체리드프레임용 구리합금은, 펀칭가공성에 뛰어나는 Cu-Zn합금을 베이스로하고, 이것에 Sn등을 적량 첨가하고, 또 결정입도를 제어해서 내응력 부식크랙성 등을 개선한 것이기 때문에, 강도, 도전성, 절곡가공성, 펀칭가공성, 내응력부식크랙성, 제조가공성 등에 뛰어나, 공업상 현저한 효과가 있다.
또, 본 발명의 리드프레임은, 펀칭가공성, 내식성, 내응력, 부식크랙성, 강도, 도전성, 제조가공성에 뛰어나, 공업상 현저한 효가가 있는 것이다.

Claims (21)

  1. Zn을 5∼42wt％함유하고, Sn, Si, Al, Ni, Mn, Ti, Zr, In, Mg, 0.005∼0.5wt％의 Pb 및 0.005∼0.5wt％의 Te로 이루어진 무리에서 선택된 적어도 1종을 총계로 0.1∼3wt％함유하고, 또한, Bi, Ca, Sr 및 Ba로 이루어진 무리에서 선택된 적어도 1종을 총계로 0.005∼3wt％함유하고, 잔여부Cu와 불가피적 불순물로 이루어진 것을 특징으로 하는 전자기기용 구리합금.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 Sn, Si, Al, Ni, Mn, Ti, Zr, In 및 Mg로 이루어진 무리에서 선택된 적어도 1종을 총계로 0.1∼2wt％함유되는 것을 특징으로 하는 전자기기용 구리합금.
  3. 제 1항에 있어서, 표면에 Au, Ag, Ni, Pd, 이들 합금, 및 땜납으로 이루어진 무리에서 선택된 적어도 1종의 금속층이 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 전자기기용 구리합금.
  4. Zn을 10∼35wt％, Sn을 0.1∼2wt％함유하고, 잔여부가 Cu와 불가피적불순물로 이루어지고, 결정입도(結晶粒度)가 5∼35㎛인, 리드프레임용의 전자기기용구리합금.
  5. 제 4항에 있어서, 또, Pb, Bi, Se, Te, Ca, Sr, 미시메탈로 이루어진 무리에서 선택된 적어도 1종을 총계로 0.001∼0.5wt％함유하는 것을 특징으로 하는 전자기기용 구리합금.
  6. 제 5항에 있어서, 또, Ni, Si, Cr, Zr, Fe, Co, Mn, Al, Ag, Mg로 이루어진 무리에서 선택된 적어도 1종을 총계로 0.001∼1wt％함유하는 것을 특징으로 하는 전자기기용 구리합금.
  7. 제 4항에 있어서, 또, Ti, In, Ba, Sb, Hf, Be, Nb, Pd, B, P 및 C로 이루어진 무리에서 선택된 적어도 1종을 총계로 0.001∼0.5wt％함유하는 것을 특징으로 하는 전자기기용 구리합금.
  8. Zn을 10∼35wt％, Sn을 0.1∼2wt％함유하고, 잔여부가 Cu와 불가피적불순물로 이루어진 구리합금부재표면에, Pd층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치용 리드프레임.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 Pd층은, 0.01∼1㎛의 두께를 가진 것을 특징으로 하는 반도체장치용 리드프레임.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 구리합금은, 또, Pb, Bi, Se, Te, Ca, Sr, 미시메탈로 이루어진 무리에서 선택된 적어도 1종을 총계로 0.001∼0.5wt％함유하는 것을 특징으로 하는 반도체장치용 리드프레임.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 구리합금은, 또, Ni, Si, Cr, Zr, Fe, Co, Mn, Al, Ag, Mg로 이루어진 무리에서 선택된 적어도 1종을 총계로 0.001∼1wt％함유하는 것을 특징으로 하는 반도체장치용 리드프레임.
  12. 제 8항에 있어서, 또, Ti, In, Ba, Sb, Hf, Be, Nb, Pd, B, P 및 C로 이루어진 무리에서 선택된 적어도 1종을 총계로 0.001∼0.5wt％함유하는 것을 특징으로 하는 반도체장치용 리드프레임.
  13. 제 8항에 있어서, 상기 구리합금부재와 Pd층의 사이에 Ni, Co, Ni-Co계합금, Ni-Pd계합금의 무리에서 선택된 적어도 1종으로 이루어진 중간층이 층형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치용 리드프레임.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 중간층은, 0.1㎛이상의 두께를 가진 것을 특징으로 하는 반도체장치용 리드프레임.
  15. 제 8항에 있어서, 상기 구리합금의 결정입도가 5∼35㎛인 것을 특징으로 하는 반도체장치용 리드프레임.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 Pd층은, 0.01∼1㎛의 두께를 가진 것을 특징으로 하는 반도체장치용 리드프레임.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 구리합금은, 또, Pb, Bi, Se, Te, Ca, Sr, 미시메탈로 이루어진 무리에서 선택된 적어도 1종을 총계로 0.001∼0.5wt％함유하는 것을 특징으로 하는 반도체장치용 리드프레임.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 구리합금은, 또, Ni, Si, Cr, Zr, Fe, Co, Mn, Al, Ag, Mg로 이루어진 무리에서 선택된 적어도 1종을 총계로 0.001∼1wt％함유하는 것을 특징으로 하는 반도체장치용 리드프레임.
  19. 제 15항에 있어서, 또, Ti, In, Ba, Sb, Hf, Be, Nb, Pd, B, P 및 C로 이루어진 무리에서 선택된 적어도 1종을 총계로 0.001∼0.5wt％함유하는 것을 특징으로 하는 반도체장치용 리드프레임.
  20. 제 15항에 있어서, 상기 구리합금부재와 Pd층의 사이에 Ni, Co, Ni-Co계합금, Ni-Pd계 합금의 무리에서 선택된 적어도 1종으로 이루어진 중간층이 층형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체장치용 리드프레임.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 중간층은, 0.1㎛이상의 두께를 가진 것을 특징으로 하는 반도체장치용 리드프레임.
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